通信工程专业导论要点

通信工程专业导论报告课程名称通信工程专业导论学院电气信息工程学院班级 11级通信工程学号姓名日期：2012年12 月23日通信工程的支撑技术与学习规划【引言】通信工程（也作电信工程，旧称远距离通信工程、弱电工程）是电子工程的一个重要分支，同时也是其中一个基础学科。

该学科关注的是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用。

本学期，学院开设了“通信工程专业导论”这门课程，学时不多，只有0.5个学时，但是就在这几节课内，通过老师的讲述，我对自己的专业有了一个更加系统的认识。

为了使今后的学习能够更加有秩序地进行，我关于通信工程的学习做了一份学习规划，进一步管理好自己的学习时间，养成良好的学习习惯。

【关键词】通信技术；卫星通信；移动通信【正文】一、现代通信网的构成要素（一）通信的基本概念和发展史（1）通信的基本基本概念：通信即是人们通过不同的方式进行信息传递的过程。

因此所谓通信系统就是利用光、电等信号形式来进行信息传递的系统。

（2）移动通信发展史：第一代第二代第三代第四代语言，低速数据语言，高速数据宽频带（大于以语言为中心～64kbit/s ～384kbit/s（2Mbit/s） 100Mbps）信息（3）通信系统的一般分类①. 按传输媒质分类有线通信：架空明线、电缆、光缆；无线通信：微波通信、短波通信、中/长波通信；②. 按信道中传输的信号特征分类模拟通信：传输的信号是模拟信号；数字通信：传输的信号是数字信号；③. 按调制方式分类基带传输：将未经调制的信号直接在线路上传输；调制传输：现对信号进行调制后在进行传输；④. 按通信双方的分工及数据传输方向分类单工通信：是指消息只能单方向进行传输的一种通信工作方式。

单工通信的例子很多，如广播、遥控、无线寻呼等。

半双工通信：是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。

对讲机、收发报机等都是这种通信方式。

全双工通信：是指通信双方可同时进行双向传输消息的工作方式，在这种方式下，双方都可同时进行收发消息。

全双工通信的信道必须是双向信道，如普通电话、手机等。

（二）通信系统的基本组成通信的基本形式是在信源（始端）与信宿（末端）之间建立一个传输（转移）信息的通道（信道）。

通信系统的一般形式（1）终端设备：主要功能是把待传送的信息和在信道上传送的信号进行相互转换。

（2）传输链路：是连接源点和终点的媒介和通路。

（3）交换设备：基本功能是完成接入点链路的汇集、转接和分配。

通信系统的一般构成：如图所示，点与点之间建立的通信系统的基本组成包括：信源、变换器、信道、噪声源、反变换器及信宿6个部分。

（1）信源：产生各种信息（如语音、文字、图像、数据）的信息源。

（2）变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。

（3）信道：信号传输的媒介。

（4）信宿：信息的接收者。

（5）噪声源：系统内各种影响的等效结果。

（三）现代通信网的分层结构（1）垂直描述的网络结构信息应用业务网接入与传送网（2）通信网组网结构通信网的基本组网结构主要有网状型网、星型网、复合型网、环型网、总线型网、树型网等。

（四）通信系统的主要性能指标（1）有效性：在给定的信道内，传输信息量多少的能力。

具体指标用频谱利用率和数据传输速率R表示。

（2）可靠性：接收端恢复信息的正确程度。

模拟通信用接收信号的信噪比SNR（Signal to Noise ratio）表示；数字通信用接收信号的误码率BER（Bit Error Rate ）表示；（五）模拟信号与数字信号（1）模拟通信与数字通信的概念模拟通信：信道中传输的是模拟信号；数字通信：信道中传输的是数字信号；（2）模拟通信系统与数字通信系统模拟通信系统：数字通信系统：（3）香农公式二﹑现代通信网的支撑技术（一）信息应用技术（1）通信业务①. 模拟与数字视音频业务视音频信息数字化：现代通信技术中，视音频信息进入系统必须进行数字化处理。

上述过程涉及视音频信号的采样、量化和编码。

●采样：对于音频信号而言，采样就是使音频信号在时间轴上离散化，每隔一个时间间隔在模拟声音波形上取一个幅度值。

对于视频信号而言，采样就是使图像信号在空间位置上离散化。

●量化：经过抽样后的视音频信号，只是一系列时间或空间上的离散样值，而每个样值的取值仍是连续的，要想进行数字化表示必须将它转换为有限个离散值，这个过程称为量化。

在数字系统中被量化之后的视音频信号其每个量化电平最终被赋予一个二进制码字。

●编码：视音频信号数字编码的实质是：在保证一定图像或声音质量的前提下，以最小比特数来表示视音频信号。

②. 数据通信业务对于数字通信而言，它一般仅指所传输的信号形式是数字的而不是模拟的，它所传输的内容可以是数字化的音频信号、数字化的视频信号、也可以是计算机数据。

数据通信业务：DDN业务、帧中继、ISDN业务、ATM业务、宽带IP业务、虚拟专用网业务、电子数据交换。

③. 多媒体通信业务多媒体技术是一种能同时综合处理多种信息，在这些信息之间建立逻辑联系，使其集成为一个交互式系统的技术。

多媒体技术主要用于实时的综合处理声音、文字、图形、图像、和视频等信息，是将这些多种媒体信息用计算机集成在一起同时进行综合处理，并把它们融合在一起的技术。

多媒体的关键特性在于信息载体的多样性、交互性和集成性。

多媒体通信业务对网络的要求：●具有足够的传输带宽，对信息采取必要的压缩措施；●多媒体通信的实时性要求；●支持点到、点到多点和广播室通信；●支持对称和不对称连接方式；●在一次呼叫过程中可修改连接的特性；●呼叫过程中可建立和释放一个或多个连接，多个连接间应保持一定的同步关系；多媒体通信技术规范与标准：●MPEG-1标准；●MPEG-2标准；●MPEG-4标准；●多媒体信息交换标准；(2)通信终端通信终端设备是用户与通信网之间的接口设备，它包括信源、信宿与交换器、反变换器的一部分。

终端设备有3项主要功能：●将待传送的信息和传输链路上传送的信号进行相互转换。

在发送端，将信源产生的信息转换成适合于传输链路上传送的信号；在接收端则完成相反的变换；●将信号与传输链路相匹配，由信号处理设备完成；●完成信令的产生和识别，即用来产生和识别网内所需的信令，以完成一系列控制作用。

通信终端技术主要包括以下几种：①. 音频通信终端技术：音频通信终端是通信系统中应用最为广泛的一类通信终端，它可以是应用于普通电话交换网络PSIN的普通模拟电话机、录音电话机、投币电话机、磁卡电话机，IC卡电话机，也可以是应用于ISDN 网络的数数字电话机，以及应用于移动通信网的无线手机。

②. 图形图像通信终端技术：图形图像通信终端，如传真机，它是把纸介质所记录的文字，图表、照片等信息，通过光电扫描方法变为电信号，经公共电话交换网络传输后，在接收端以硬拷贝的方式得到与发端相类似的纸介质信息。

③. 视频通信终端技术：视频通信终端，如各种电视摄像机、多媒体计算机用摄像头、视频监视器以及计算机显示器等。

④. 数据通信终端技术：数据通信终端，如调制解调器、ISDN终端设备、多媒体计算机终端、机顶盒、可视电话终端等。

要特别说明的的是对于广播电视网中的业务应用，并不是简单地采用点一点通信结构与上述的终端技术，而是由电台或电视台向千家万户以广播（或交互）的方式传送信息和提供服务。

（二）业务网技术业务网是向用户提供诸如电话、电报、传真、数据、图像等各种电信业务的网络。

在传送网的节点上安装不同类型的业务网。

业务节点设备主要包括各种交换机、路由器和数字交叉连接设备（DXC）等。

其中交换设备是构成业务网的核心要素，它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接接续和分配，实现一个呼叫终端（用户）和它所要求的另一个或多个用户终端之间的路由选择的连接。

节点交换技术中传送的信号有同步时分复用信号和统计时分复用信号，主要使用的技术包括窄带交换技术和宽带交换技术，其中窄带交换技术中常用的有电路交换和低速分组交换，宽带交换技术中常用的有快速电路交换，快速分组交换，ATM交换以及光交换。

业务网包括电话网、数据网、智能网、移动网等。

①. 电话网技术电话网采用电路交换方式，其节点设备是数字程控交换机，另外还应包括传输链路设备及终端设备。

其中使用到了用于自动交换系统的数字电路交换技术和窄带综合业务数字网技术。

随着电信网络的发展，又出现了电话智能网技术。

②. 数据网技术公共数据网是根据数据通信的突发性和允许一定时延的特点，采用了存储转发分组（包）交换技术。

数据网包括X．25分组交换网、帧中继（FR）网、数字数据网（DDN）、异步转移模式（ATM）网等。

③. IP网技术随着计算机联网用户的增长，数据网带宽不断拓宽，网络节点设备几经更新，出现了新老网络交替，多种数据网并存的复杂局面。

在这种情况下，IP 网应运而生成为目前全世界最大的信息网络。

IP网中主要使用的技术有高速路由技术、IP电话网技术、软交换技术、Ipv6技术等。

(三)接入与传送网技术接入网与传送网是一个庞大复杂的网络，由许多的单元组成，完成将信息从—个点接入并传递到另一个点或另一些点的功能，如传输电路的调度、故障切换、分离业务等。

传输链路是信息的传输通道，是连接网络节点的媒介。

从物理实现角度看，传送网技术包括传输媒质、传输系统和传输节点设备技术。

（1）传输媒质：用来传递信号的某种介质。

传输媒质是传递信号的通道，提供两地之间的传输通路。

有线传输媒质——电缆电缆主要包括双绞线，同轴电缆；光纤：光导纤维的简称，光纤通信是以光波为载波以光纤为传输媒质的一种通信方式。

无线传输媒质——自由空间以自由空间为媒质的通信技术有：移动通信、微波通信和卫星通信。

（2）传输系统：传输系统包括传输设备和传输复用设备。

携带信息的基带信号一般不能直接加到传输媒介上进行传输，需要利用传输设备将它们转换为适合在传输媒介上进行传输的信号，例如光、电等信号。

传输设备主要有微波收发信机、卫星地面站收发信机和光端机等。

为了在一定传输媒介中传输多路信息，需要有传输复用设备将多路信息进行复用与解复用。

传输复用设备目前可分为3大类:时分复用、频分复用、码分复用①. 频分复用FDM：为了使若干独立信号能在一条公共通路上传输，而将其配置成某些正交信号的复用。

FDM频分多址采用调频的多址技术，把线路的通频带资源分成多个子频带，分别分配给用户形成数据传输子通路，FDM的特点是信道不独占，而时间资源共享，每一子信道使用的频带互不重叠，适合大量连续非突发性数据的接入。

②. 时分复用TDM：为了使若干独立信号能在一条公共通路上传输，而将其分别配置在分立的周期性的时间间隔上的复用。

TDM时分多址采用固定时隙分配方式，即一条物理信道按时间分成若干个时间片，轮流地分配给多个信号使用，使得它们在时间上不重叠。